Defecțiunea care pare a fi trei probleme diferite, dar nu este: În interiorul zonei de coroziune cea mai gravă a tijei de foraj

Întreabă un forator de ce s-a rupt o îmbinare a unei țevi și vei primi unul din trei răspunsuri: "it crăpat, " "it spălat, " sau "it rupt. "h Trei descrieri diferite. Trei imagini mentale diferite. Trei căi diferite de depanare.

Iată ce nu ți-o spune nimeni până nu face analiza metalurgică: acele trei defecțiuni sunt aceeași defecțiune. Un mecanism, trei aparențe. Și, conform cercetărilor realizate de divizia de bunuri tubulare a China National Petroleum Corporation, acel mecanism este responsabil pentru 70% din totalul defecțiunilor garniturilor de foraj.

Locația: Unde își schimbă forma țevii

Fiecare țeavă de foraj are o supratensiune internă - o secțiune îngroșată la fiecare capăt, unde corpul tubului se transformă în îmbinarea sculei. Diametrul intern coboară printr-o tranziție conică. Această tranziție este locul în care se află problema.

De ce există? Două motive. În primul rând, este o discontinuitate geometrică. Secțiunea transversală se modifică, rigiditatea se modifică, iar tensiunea se concentrează la această modificare. Sub sarcina combinată a forajului - tensiune axială, încovoiere, vibrații torsionale - zona de tranziție înregistrează cea mai mare tensiune locală din întreaga îmbinare.

În al doilea rând, este o discontinuitate a curgerii. Fluidul de foraj accelerează pe măsură ce trece prin diametrul interior mai îngust, iar modelul de curgere devine turbulent chiar la tranziție. Curgerea turbulentă curăță suprafața. Orice strat protector, orice peliculă inhibitoare de coroziune, este frecată cel mai rapid exact acolo unde suprafața este deja cea mai vulnerabilă.

Aspectul: Crăpătură, spălare sau despărțire

Eșecul se manifestă în trei moduri, dar secvența este întotdeauna aceeași.

Etapa întâi: fisura.Începe în fundul unei gropi - o groapă minusculă de coroziune pe suprafața internă, chiar la tranziție. Groapa este un concentrator de tensiuni. Sub sarcină ciclică, o fisură de oboseală inițiază în fundul gropii și crește. În această etapă, conducta arată bine din exterior. Ai putea să o observi doar cu o inspecție internă.

Etapa a doua: spălarea.Crăpătura pătrunde în perete. Noroiul de foraj, sub o presiune de mii de PSI, găsește fisura și trece prin ea. Curgerea noroiului prin crăpătura îngustă este extrem de rapidă - suficient de rapidă pentru a eroda pereții fisurii și a o lărgi într-o gaură. Aceasta este spălarea ("h) pe care o observă operatorii: o scurgere cu un orificiu de ac care apare brusc și crește în timp ce priviți manometrul.

Etapa a treia: despărțirea.Mai multe găuri de spălare se conectează. Oțelul rămas între ele nu poate susține sarcina. Părțile țevii. O îmbinare care arăta bine la ultima conexiune este acum formată din două bucăți, dintre care una este în gaură.

Descoperirea crucială: până când vedeți o spălare, fisura era deja acolo. Și fisura a început la o groapă care a pornit ca un loc de coroziune care a apărut atunci când țeava a fost depozitată umedă.

Cauza principală: Coroziunea care se întâmplă în rack

Iată partea care îi surprinde pe oameni: coroziunea care în cele din urmă desface o țeavă de foraj nu se întâmplă de obicei în timp ce țeava este forată. Se întâmplă în timp ce țeava stă în suport între lucrări.

Când o îmbinare iese din gaură, interiorul este acoperit cu noroi de foraj și fluid de formațiune. Aceste reziduuri sunt corozive - cloruri, sulfuri, acizi organici, oxigen dizolvat. Dacă țeava intră direct în rack fără curățare, acele reziduuri se găsesc în alezaj. Se usucă, se concentrează și atacă oțelul.

Suprafața internă la tranziția perturbată este deosebit de vulnerabilă deoarece învelișul intern - dacă țeava are unul - este de obicei deja subțire sau lipsește acolo, fiind frecat de turbulențe în timpul forajului. Oțel gol, acoperit cu reziduuri corozive, expus la oxigen. Aceasta este o celulă de coroziune în circuit deschis. Nu se oprește până când țeava nu se întoarce în gaură, moment în care coroziunea a început deja.

Prevenția care funcționează

Nu poți elimina concentrația de stres la tranziția deranjată - este inerentă designului țevii. Nu poți elimina potențialul de coroziune al fluidului de foraj - este inerent procesului. Ceea ce poți controla este dacă țeava intră în depozitare curată și uscată.

Procedura este simplă, dar rareori este urmată complet: spălați țeava pe interior înainte de a o monta. Clătiți cu apă proaspătă pentru a îndepărta reziduurile de fluid de foraj. Apoi uscați-o — aer comprimat prin alezaj până când nu mai iese apă. Pentru depozitare pe termen lung, se aplică un strat interior de ulei de conservare. Capetele se astupă.

Țevile care ajung la depozitare curate și uscate nu dezvoltă coroziunile care devin fisura, apoi spălarea și apoi despărțirea. Țevile care ajung murdare și umede își preîncarcă propria defecțiune.

Detectarea

Odată ce o conductă este pusă în funcțiune, coroziunile interne la tranziția deranjată pot fi descoperite doar prin inspecție. Inspecția externă standard nu le va detecta - deteriorarea este pe interiorul conductei. Inspecția prin scurgere de flux magnetic (MFL) detectează pierderile de perete cauzate de coroziuni. Inspecția electromagnetică detectează fisurile. Niciuna dintre acestea nu este perfectă în zona de tranziție, motiv pentru care programele de inspecție utilizează de obicei metode multiple și programează inspecția internă pe baza orelor de funcționare, mai degrabă decât pe baza stării vizibile.

Țeava care arată bine din exterior și părțile din zona de tranziție nu a fost o defecțiune misterioasă. A fost o defecțiune cauzată de coroziune care se dezvoltase de luni de zile, invizibilă pentru oricine nu o căuta.

Imaginea de ansamblu

70% din defecțiunile garniturilor de foraj, o singură locație, un singur mecanism, o singură cauză principală care poate fi prevenită. Fisura, spălarea și desprinderea sunt toate aceeași poveste spusă la volume diferite. Povestea începe cu o țeavă umedă într-un rack și se termină cu o lucrare de pescuit și o gaură pierdută.

Soluția nu constă într-o calitate mai bună a țevilor sau într-un program de inspecție mai agresiv - deși ambele ajută. Soluția constă într-o disciplină de depozitare care recunoaște că interiorul țevii contează la fel de mult ca exteriorul, iar zona de tranziție contează cel mai mult. Curățați-o. Uscați-o. Protejați-o. Țeava va face restul.